транспортно-барьерные свойства мембран

Представляют интерес данные о проницаемости мембран внутриклеточных органелл для ксенобиотиков, что, в конечном счете, определяет их локализацию в определенных структурах.

В последние 20–30 лет сделаны попытки выявить связь между физико-химическими свойствами веществ и их проницаемостью через клеточные мембраны. Наиболее интенсивные исследования в этой области проводились с лекарственными препаратами. Например, установлено, что в клетку не проникают или плохо проникают антибиотики, молекулы которых обладают выраженными кислотными или основными свойствами (пенициллин, стрептомицин, новобиоцин и др.) или антибиотики с молекулярной массой более 1000 Кд (бацитрацин). Хорошо проникают в клетку антибиотики с нейтральной или амфотерной молекулой (левомицин, тетрациклин).

Исследования проницаемости клеточных мембран развиваются в двух взаимосвязанных направлениях: детальное изучение переноса ксенобиотиков через мембраны на молекулярном уровне и вскрытие механизмов, способствующих обеспечению высокой степени селективности переноса определенных химических соединений в клетки. Совместное использование этих направлений позволяет решать обратную задачу – препятствовать поступлению ряда ксенобиотиков в организм; последнее имеет исключительно важное прикладное значение.

Обмен веществ и регуляторные процессы. Метаболические процессы могут быть нарушены под действием ксенобиотиков. Чужеродные вещества, реагируя с гормонами и другими регуляторными системами, вызывают различного рода неконтролируемые превращения.

Часто наблюдаются нарушения реакций окислительного расщепления углеводов, вызываемая токсичными метаболитами; их можно рассмотреть на двух примерах реакции глюкозы. Так фосфорилирование глюкозы ферментом гексокиназой замедляется соединениями меди и мышьяка. Каталитические свойства фермента фосфоглицератмутазы, принимающей участие в превращении 3-фосфоглицериновой кислоты в 2-фосфоглицериновую кислоту, ослабляются под влиянием соединений ртути.

Доказано воздействие многих хлорорганических соединений и полиароматических углеводородов на активность ферментов микросом. Хлордан, диэльдрин, ПХБ и ДДТ вызывают ускорение гидроксилирования таких стероидных гормонов как андроген, эстроген и глюкокортикоиды.

Пентахлорфенол, триэтилсвинец, триэтилцинк и 2,4-динитрофенол блокируют дыхательную цепь на стадии реакции окислительного фосфорилирования. При этом окислительно-восстановительные системы не работают, но продолжается синтез АТФ, что приводит к усилению дыхания.

Линдан, соединения кобальта и селена нарушают процесс расщепления жирных кислот. При длительном действии инсектицидов на рыб установлено повышение ферментативной активности при синтезе жиров.

В регуляторных процессах роста и развития растений клетки подвергаются влиянию «ауксинподобных» гербицидов, в частности дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д). 2,4-Д селективно блокирует рост растений. В малых концентрациях 2,4-Д обладает свойствами природного гормона ИУК. В повышенных концентрациях она нарушает нормальный рост, развитие клеток и в конце концов последние погибают, т. е. 2,4-Д проявляет свойства гербицидов. Причиной гибели клеток являются нарушения метаболизма нуклеиновых кислот.

У животных известны нарушения нормального роста и развития при болезнях щитовидной железы. Они могут быть вызваны, например, хлорорганическими пестицидами и ПХБ, причем проявляется весьма близкое сходство структуры бифенилов и гормона щитовидной железы – тиронина (бифенилэфира).

1 1. Цит. по: Галактионов С.Г., Голубович В.П., Шендерович М.Д., Ахрем А.А.. Введение в теорию рецепторов. Мн.: Наука и техника, 1986.